MORFOFISIOLOGIA DE PLANTAS DE FEIJÃO-CAUPI SOB ESTRESSE SALINO E ADUBAÇÃO FOSFATADA

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO

DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS AMBIENTAIS E TECNOLOGICAS PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM MANEJO DE SOLO E ÁGUA

FRANCISCO VANIES DA SILVA SÁ

MORFOFISIOLOGIA DE PLANTAS DE FEIJÃO-CAUPI SOB ESTRESSE SALINO E ADUBAÇÃO FOSFATADA

MOSSORÓ/RN

FEVEREIRO/2016

FRANCISCO VANIES DA SILVA SÁ

MORFOFISIOLOGIA DE PLANTAS DE FEIJÃO-CAUPI SOB ESTRESSE SALINO E ADUBAÇÃO FOSFATADA

Dissertação apresentada a Universidade Federal Rural do Semi-Árido, como parte das exigências para obtenção do título de Mestre em Manejo de Solo e Água.

Orientador: Miguel Ferreira Neto, D. Sc.

MOSSORÓ/RN

FEVEREIRO/2016

© Todos os direitos estão reservados a Universidade Federal Rural do Semi-Árido. O

conteúdo desta obra é de inteira responsabilidade do(a) autor(a), sendo o mesmo, passível de

sanções administrativas ou penais, caso sejam infringidas as leis que regulamentam a

Propriedade Intelectual, respectivamente, Patentes: Lei nº 9.279/1996, e Direitos Autorais Lei

nº 9.610/1998. O conteúdo desta obra tomar-se-á de domínio publico após a data da defesa e

homologação da sua respectiva ata. A mesma poderá servir de base literária para novas

pesquisas, desde que a obra e seu(a) respectivo(a) autor(a) sejam devidamente citados e

mencionados os seus créditos bibliográficos.

FRANCISCO VANIES DA SILVA SÁ

MORFOFISIOLOGIA DE PLANTAS DE FEIJÃO-CAUPI SOB ESTRESSE SALINO E ADUBAÇÃO FOSFATADA

Dissertação apresentada a Universidade Federal Rural do Semi-Árido, como parte das exigências para obtenção do título de Mestre em Manejo de Solo e Água.

Aprovada em: 25 / 02 / 2016.

MOSSORÓ/RN

FEVEREIRO/2016

Aos meus pais, Francisco Forte da Silva e Maria de Lourdes da Silva Sá e meus avôs, Sebastião Forte de Sá, Maria Eliza da Silva Sá, José Emanoel da Silva e Ilza Monteiro de Farias Silva pelo apoio, incentivo, integridade, moral e conduta em me fazer acreditar que com muito esforço e força de vontade conseguimos mudar o nosso destino.

Com muito carinho, ao minha esposa Emanoela Pereira de Paiva pelo seu amor, amizade, compreensão e incentivo, por me fazer erguer a cabeça nos momentos mais difíceis epor me motivar para concluir esse trabalho.

Dedico

AGRADECIMENTOS

A Deus, ser supremo ao qual devo minha existência.

Aos meus pais Aos meus pais, Francisco Forte da Silva e Maria de Lourdes da Silva Sá e meus avôs, Sebastião Forte de Sá, Maria Eliza da Silva Sá, José Emanoel da Silva e Ilza Monteiro de Farias Silva por estarem presente em toda a minha existência.

À Universidade Federal Rural do Semi-Árido e o Programa de Pós-Graduação em Manejo de Solo e Água pelos momentos vividos na pós-graduação e pelos ensinamentos prestados;

À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) pela concessão da bolsa de estudos.

Ao professor Miguel Ferreira Neto, pelas suas sabias palavras e pelo voto de confiança.

Ao Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Salinidade, INCT-SAL, pelo apoio a pesquisa.

A Yuri Bezerra de Lima e Rômulo Costa Prata pela fundamental ajuda para .conclusão desse trabalho

A minha esposa Emanoela Pereira de Paiva, por me fortalecer ao longo dessa jornada e pelo incentivo e colaborações na conclusão desse trabalho.

Aos professores Programa de Pós-Graduação em Manejo de Solo e Água pelo grande apoio, simplicidade, amizade e ensinamentos repassados;

Aos amigos e colegas da pós-graduação, em especial há Arthur Allan Sena De Oliveira,Francisco Irael De Souza, Jorge Luis Fabricio De Queiroz, Marcio Gleybson Da Silva Bezerra, Manoel Simões De Azevedo Junior, Joseane Dunga Da Costa, Pollyana Mona Soares Dias e Talyana Kadja De Melo pela sua eterna amizade e companheirismo.

Aos amigos e colegas da graduação, em especial há Luderlândio de Andrade Silva e Rômulo Carantino Lucena Moreira pela sua eterna amizade e companheirismo.

Aos conselheiros Claudivan Feitosa Lacerda, Fábio Tavares de Oliveira e Nildo da Silva Dias pelas contribuições dadas a este trabalho;

A todos aqueles que estiveram presentes e colaboraram direta ou diretamente de

alguma forma para o cumprimento desta etapa da minha vida, um grande abraço.

"Quantas chances desperdicei, quando o que eu mais queria era provar para todo o mundo o que eu não precisava provar pra ninguém".

Renato Russo

“Não importa que o passado seja tão desolador.

Você sempre poderá começar tudo de novo”.

Buda

vii RESUMO

Objetivou-se com esse trabalho estudar os efeitos da irrigação com água salina associada à adubação fosfatada com superfosfato simples no balanço de sais no solo e na morfofisiologia de plantas de feijão-Caupi. A pesquisa foi realizada em casa de vegetação do Departamento de Ciências Ambientais e Tecnológicas da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA), em Mossoró-RN. O experimento foi realizando em delineamento de blocos casualizados em esquema fatorial 5 x 3 constituído de cinco níveis de salinidade da água de irrigação (S ₁ = 0,5; S ₂ = 1,5; S ₃ = 2,5 S ₄ = 3,5; S ₅ = 4,5 dS m ^-1 ) e três manejos de adubações com superfosfato simples (A 1 = 60%; A 2 = 100% e A3= 140% da dose recomendação da cultura), com 5 repetições, perfazendo 75 parcelas experimentais. As plantas de feijão-Caupi cv. Paulistinha foram cultivadas em vasos com capacidade para 8 litros, preenchidos com materiais de solo e esterco bovino. O experimento foi divido em quatro etapas onde foram estudados: 1 - Emergência e crescimento inicial; 2 - Fisiologia e o crescimento na fase vegetativa, 3 - Fisiologia e o crescimento na fase reprodutiva e 4 - Balanço de sais lixiviados e análise de crescimento de planta. Os dados obtidos foram submetidos à analise de variância pelo teste „F‟ até o nível de 5% de probabilidade, e nos casos de significância foram realizados análises de regressão polinomial linear ou quadrática para o fator níveis de salinidade e para o fatos doses de fósforo foi aplicado o teste de média Tukey, ambos ao nível de 5% de probabilidade. Os níveis de salinidade superiores a 1,5 dS m ^-

1 atingiram o limiar da cultura (4,9 dS m ^-1 ) a partir dos primeiros 21 dias de cultivo. A irrigação com água de alta salinidade aumentou a condutividade elétrica do extrato de saturação em até 10,6 dS m ^-1 . O aumento da salinidade da água de irrigação reduziu a emergência, o crescimento, a atividade fotossintética e acúmulo de massa seca das plantas de feijão-Caupi. O incremento de 40% na recomendação da adubação fosfatada do feijão-caupi, promoveu incrementos no crescimento, na atividade fotossintética e no acúmulo de biomassa da planta, independente da salinidade. Adubação fosfatada não influenciou na fluorescência da clorofila a das plantas de feijão-Caupi. O aumento da salinidade afetou a partição de fitomassa das plantas de feijão-Caupi, havendo maior acúmulo de fitomassa nas folhas e caule, em relação à raiz.

Palavras-chave: Vigna unguiculata L. walp., desenvolvimento, superfosfato simples, salinidade.

.

viii ABSTRACT

The objective of this work was to study the effects of irrigation with saline water associated to fertilization with superphosphate in the salt balance in soil and morphophysiology bean-cowpea plants. The survey was conducted in Department of greenhouse Environmental Sciences and Technology of the Federal Rural University of the Semi-Arid (UFERSA) in Mossoró-RN, from September to December 2015. It‟s experiment was conducting a randomized block design in 5 x 3 factorial design consisting of five levels of irrigation water salinity (S ₁ = 0.5, S ₂ = 1.5; S ₃ = 2.5; S ₄ = 3.5 and S ₅ = 4.5 dS m ^-1 ) and management strategies fertilization with superphosphate (A ₁ = 60%; A ₂ = 100% and A ₃ = 140% of the recommended dose for culture), with 5 repetitions, totaling 75 experimental plants. Zebra fish were grown in pots with a capacity of 8 liters, filled with soil material and manure. The experiment was divided into four stages which were studied: 1 - Emergence and initial growth; 2 - Physiology and growth in the vegetative phase, 3 - Physiology and growth in the reproductive phase and 4 - leached salts balance and plant growth analysis. The data were submitted to analysis of variance by the test 'F' to the level of 5% probability, and in cases of significance were performed linear polynomial regression analyzes or square to the levels of salinity factor and the facts doses of phosphorus the average test was used Tukey, both at the level of 5% probability. Salinity levels above 1.5 dS m-1 culture reached the threshold (4.9 dS m-1) from the first 21 days of cultivation. Irrigation with water of high salinity increased the electrical conductivity of the saturation extract to 10.6 dS m-1. The increase in water salinity reduced the emergence, growth, photosynthetic activity and dry matter accumulation of cowpea plants. The increase of 40% on the recommendation of phosphorus fertilization of cowpea, promoted increases in growth, photosynthetic activity and plant biomass accumulation, regardless of salinity. Phosphate Fertilizer did not influence the chlorophyll a fluorescence of cowpea plants. Increased salinity affected the biomass partition of cowpea plants, with greater accumulation of dry matter in the leaves and stem, relative to the root.

Key words:Vigna unguiculata L. walp.,development, superphosphate, salinity.

.

ix LISTA DE FIGURAS

CAPÍTULO 1 – Desenvolvimento inicial de plantas de feijão-caupi sob estresse salino e adubação com superfosfato simples

Pág.

Figura 1. Percentagem de emergência (PE) (A), tempo médio de emergência (TME) (B), índice de velocidade de emergência (IVE) (C) e coeficiente de velocidade de emergência (CVE) (D) de plantas de feijão-Caupi cv. Paulistinha sob diferentes níveis de água salina e adubação fosfatada. UFERSA, 2016... ... 45 Figura 2.Altura (AT) (A e B), diâmetro do caule (DC) (C) e número de folhas (NF) (D) de

plantas de feijão-Caupi cv. Paulistinha sob diferentes níveis de água salina e adubação fosfatada (A1 = 60%; A2 = 100% e A3 = 140% da recomendação).

UFERSA, 2016... ... 46 Figura 3.Massa seca do caule (MSC) de plantas de feijão-Caupi cv. Paulistinha sob

diferentes níveis de água salina e adubação fosfatada. UFERSA, 2016... ... 48 Figura 4.Massa seca da folha (MSF) (A e B) e massa seca da parte aérea (MSPA) (C e D)

de plantas de feijão-Caupi cv. Paulistinha sob diferentes níveis de água salina e adubação fosfatada. UFERSA, 2016... ... 48

CAPÍTULO 2 - Morfofisiologia de plantas de feijão-caupi sob estresse salino e adubação fosfatada

Pág.

Figura 1. Altura (AT) (A e B), diâmetro do caule (DC) (C e D) e número de folhas (NF) (E e F) de plantas de feijão-Caupi cv. Paulistinha sob diferentes níveis de água salina e adubação fosfatada na fase vegetativa (30 dias). UFERSA, 2016... ... 61 Figura 2. Taxa de assimilação de CO ₂ (A) (A), transpiração (E) (B), condutância estomática

(gs) (C), concentração interna de CO ₂ (Ci) (D), eficiência no uso da água (A/E) (E) e eficiência instantânea da carboxilação (A/Ci) (F), de plantas de feijão- Caupi cv. Paulistinha sob diferentes níveis de água salina e adubação fosfatada na fase vegetativa (30 dias). UFERSA, 2016... ... 63 Figura 3. Taxa de assimilação de CO ₂ (A) (A), transpiração (E) (B), condutância estomática

(gs) (C) e eficiência instantânea da carboxilação (A/Ci) (F), de plantas de feijão- Caupi cv. Paulistinha sob diferentes níveis de água salina e adubação fosfatada na fase vegetativa (30 dias). UFERSA, 2016... ... 64 Figura 4. Fluorescência inicial (Fo) (A), fluorescência máxima (Fm) (B), fluorescência

variável (Fv) (C) e a eficiência quântica do fotossistema II (Fv/Fm) (D), de

plantas de feijão-Caupi cv. Paulistinha sob diferentes níveis de água salina e

adubação fosfatada na fase vegetativa (30 dias). UFERSA, 2016... ... 65

x Figura 5. Massa seca da parte aérea (A e B) de plantas de feijão-Caupi cv. Paulistinha sob

diferentes níveis de água salina e adubação fosfatada na fase vegetativa (30 dias). UFERSA, 2016... ... 66 Figura 6.Altura (AT) (A e B), diâmetro do caule (DC) (C e D) e número de folhas (NF) (E e

F) de plantas de feijão-Caupi cv. Paulistinha sob diferentes níveis de água salina e adubação fosfatada na fase reprodutiva (49 dias). UFERSA, 2016... ... 67 Figura 7.Taxa de assimilação de CO ₂ (A) (A), transpiração (E) (B), condutância estomática

(gs) (C), concentração interna de CO ₂ (Ci) (D), eficiência no uso da água (A/E) (E) e eficiência instantânea da carboxilação (A/Ci) (F), de plantas de feijão- Caupi cv. Paulistinha sob diferentes níveis de água salina e adubação fosfatada na fase reprodutiva (49 dias). UFERSA, 2016... ... 69 Figura 8. Fluorescência inicial (Fo) (A), fluorescência máxima (Fm) (B), fluorescência

variável (Fv) (C) e a eficiência quântica do fotossistema II (Fv/Fm) (D), de plantas de feijão-Caupi cv. Paulistinha sob diferentes níveis de água salina e adubação fosfatada na fase reprodutiva (49 dias). UFERSA, 2016... ... 70 Figura 9.Massa seca da parte aérea de plantas de feijão-Caupi cv. Paulistinha sob diferentes

níveis de água salina e adubação fosfatada na fase reprodutiva (49 dias).

UFERSA, 2016... ... 71 CAPÍTULO 3 – Acúmulo de sais no solo, crescimento e fitomassa do feijão-caupi sob salinidade e adubação fosfatada

Pág.

Figura 1. Condutividade elétrica (CE) A1 (A), A2 (B), A3 (C), CE média (D) da solução lixiviada do solo cultivado com feijão-Caupi cv. Paulistinha sob diferentes níveis de água salina e adubação fosfatada. UFERSA, 2016... ... 85 Figura 2. Taxa de crescimento relativo em Altura (TCRAT) (cm cm ^-1 dia ^-1 ) de 0-15 (A), 15-

30 (C) e 30-49 dias após a semeadura (E) e taxa de crescimento relativo em diâmetro do caule (TCRDC) (mm mm ^-1 dia ^-1 ) de 0-15 (B), 15-30 (D) e 30-49 dias após a semeadura (F) de plantas de feijão-Caupi cv. Paulistinha sob diferentes níveis de água salina e adubação fosfatada. UFERSA, 2016... ... 87 Figura 3.Massa seca da folha (A), caule (B), raízes (C) e partição de fitomassa (D) de

plantas de feijão-Caupi cv. Paulistinha sob diferentes níveis de água salina e

adubação fosfatada. UFERSA, 2016... ... 88

xi LISTA DE TABELAS

CAPÍTULO 1 – Desenvolvimento inicial de plantas de feijão-Caupi sob estresse salino e adubação com superfosfato simples

Pág.

Tabela 1. Características físicas e químicas de um ARGISSOLO VERMELHO-AMARELO Latossólico coletado na camada de 0–30 cm, e do esterco bovino utilizado no cultivo do feijão-caupi. UFERSA, 2016. ... 42

CAPÍTULO 2 - Morfofisiologia de plantas de feijão-Caupi sob estresse salino e adubação fosfatada

Pág.

Tabela 1. Características físicas e químicas de um ARGISSOLO VERMELHO-AMARELO Latossólico coletado na camada de 0–30 cm, e do esterco bovino utilizado no cultivo do feijão-caupi. UFERSA, 2016. ... 58 CAPÍTULO 3 – Acúmulo de sais no solo, crescimento e fitomassa do feijão-Caupi sob salinidade e adubação fosfatada

Pág.

Tabela 1. Características físicas e químicas de um ARGISSOLO VERMELHO-AMARELO

Latossólico coletado na camada de 0–30 cm, e do esterco bovino utilizado no

cultivo do feijão-caupi. UFERSA, 2016. ... 81

xii SUMÁRIO

Pág.

RESUMO ... vii

ABSTRACT ... viii

LISTA DE FIGURAS ... ix

LISTA DE TABELAS ... xii

1INTRODUÇÃO ... 14

2 REVISÃO DE LITERATURA ... 16

2.1 Água na agricultura ... 16

2.2 Água no Semiárido ... 16

2.3 Efeito de sais no solo ... 17

2.4 Efeito de sais nas plantas ... 19

2.5 Cultura do Feijão-Caupi ... 20

2.5.1 Origem, Botânica e Características Morfológicas ... 20

2.5.2 Importância econômica, social e alimentar ... 22

2.5.3 Potencial de cultivo do feijão-Caupi ... 23

2.5.4 Tolerância do feijão-Caupi à salinidade ... 24

2.5.5 Características Fisiológicas ... 25

2.6 Adubação Fosfatada no Caupi ... 26

2.5 Superfosfato Simples ... 27

2.5 Fósforo vs. Salinidade ... 38

LITERATURA CITADA ... 30

CAPÍTULO 1 – DESENVOLVIMENTO INICIAL DE PLANTAS DE FEIJÃO- CAUPI SOB ESTRESSE SALINO E ADUBAÇÃO COM SUPERFOSFATO SIMPLES. ... 38

RESUMO ... 38

ABSTRACT ... 39

1 INTRODUÇÃO ... 40

2 MATERIAL E MÉTODOS ... 41

3 RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 45

4 CONCLUSÕES ... 50

LITERATURA CITADA ... 51

xiii CAPÍTULO 2 - MORFOFISIOLOGIA DE PLANTAS DE FEIJÃO-CAUPI SOB

ESTRESSE SALINO E ADUBAÇÃO FOSFATADA. ... 53

RESUMO ... 53

ABSTRACT ... 54

1 INTRODUÇÃO ... 55

2 MATERIAL E MÉTODOS ... 57

3 RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 61

4 CONCLUSÕES ... 72

LITERATURA CITADA ... 73

CAPÍTULO 3 - ACÚMULO DE SAIS NO SOLO, CRESCIMENTO E FITOMASSA DO FEIJÃO-CAUPI SOB SALINIDADE E ADUBAÇÃO FOSFATADA. ... 76

RESUMO ... 76

ABSTRACT ... 77

1 INTRODUÇÃO ... 78

2 MATERIAL E MÉTODOS ... 80

3 RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 84

4 CONCLUSÕES ... 90

LITERATURA CITADA ... 91

CONSIDERAÇÕES FINAIS. ... 94

14 1 INTRODUÇÃO

A constante renovação das águas da Terra se dá pelo permanente mecanismo de circulação, denominado ciclo hidrológico. Por meio desse mecanismo obtemos a renovação das águas de mais de 90% do território brasileiro, uma altura média anual de chuva entre 1000 e mais de 3000 milímetros. No entanto, a região semiárida localizada no Nordeste brasileiro não se enquadra nesse contexto, de modo que nessa região a precipitação pluviométrica é relativamente inferior e varia de 300 e 800 mm ano ^-1 (Rebolças, 1997). Essa região além de enfrentar problemas de escassez quantitativas dos recursos hídricos, devido à baixa pluviosidade ocorrentes e secas rotineiras, também enfrentam problemas de escassez qualitativa devido à salinidade (Medeiros et al., 2003).

O que tem forçado os agricultores a utilizarem águas salinas para irrigação das culturas.

As utilizações de águas salinas, por exemplo, ficam condicionadas à tolerância das culturas à salinidade e ao manejo adequado de irrigação e demais práticas culturais, reduzindo-se os efeitos da salinidade sobre o ambiente (Oliveira & Maia, 1998;

Cavalcante et al., 2005). Os sais podem afetar o crescimento das plantas em virtude da sua concentração na solução do solo, elevando a pressão osmótica e reduzindo a disponibilidade de água para os vegetais (Richards, 1954). Pode ocorrer, também, o efeito tóxico de íons específicos, como sódio, cloreto e boro, dentre outros, que provocam injúrias associadas à acumulação excessiva desses sais na planta (Flowers, 2004; Flowers & Flowers, 2005).

De acordo com Shibli et al. (2001), o aumento de doses de fósforo (P) pode minimizar os efeitos adversos da salinidade sobre o desenvolvimento das plantas. O P por sua vez, é um elemento pouco móvel no solo e seu suprimento para as raízes é efetuado principalmente pelo processo de difusão em curta distância, o qual depende da umidade do solo e da superfície radicular (Gahoonia et al., 1994), além de que o seu teor no solo é baixo, promovendo limitação nutricional generalizada na produção agrícola nos trópicos (Arf, 1994). Assim, uma adequada nutrição fosfatada é de fundamental importância, em plantas cultivadas sob condições de estresse salino.

No entanto, a interação entre salinidade e adubação fosfatada em plantas é

bastante complexa e dependente da espécie vegetal ou cultivar, estádio de

desenvolvimento, composição e concentração de sais, além da concentração de P no

meio de cultivo (Grattan & Grieve 1999).

15 Desse modo, acredita que o manejo adequado da adubação fosfatada auxilie na amenização do estresse salino, principalmente quando aplicado associado a outros aditivos atenuadores do estresse. A utilização do superfosfato simples, por exemplo, pode garantir o suprimento não apenas do fósforo, visto que se trata de um fertilizante mineral ou um formulado composto de 18% de P 2 O 5 , 16% de Cálcio (Ca) e 8% de Enxofre(S). A presença do sulfato de cálcio componente básico do gesso agrícola exerce resultados promissores em solo alcalinos, haja vista, que o gesso é um dos corretivos mais eficazes na correção de solo sódicos, quando associados à lavagem (Sá et al., 2015).

Dentre as culturas que apresentam potencial para esse estudo, destaca-se a cultura do feijão-Caupi (Vigna unguiculata L. Walp) também vulgarmente conhecida como feijão-de-corda, feijão macassar, feijão-fradinho, feijão-de-praia, feijão gerutuba, feijão-trepa-pau, feijão miúdo (Guedes, 2008). Devido a sua grande expressão no semiárido Nordestino, região líder de produção da cultura no país, onde a cultura tem uma grande importância como fonte geradora de emprego e renda e constitui-se em um dos principais componentes da alimentação humana, estando entre as principais culturas de subsistência, em virtude do elevado teor protéico, constituindo-se uma cultura de valor estratégico e atual (Freire Filho et al., 2005).

No entanto, a produção de feijão-Caupi no Nordeste brasileiro tem apresentado, ao longo dos últimos anos, variações importantes de acréscimo e decréscimo, em função dos regimes de secas ocorrentes. Este efeito é mais observado no cultivo de sequeiro, que geralmente é responsável por mais de 70% da produção média anual, ficando os 30% restantes por conta do cultivo irrigado (Frota & Pereira, 2000). Todavia, para que a cultura alcance índices satisfatórios de produtividade é necessário aumentar o número de cultivos irrigados, e para isso, é necessária a determinação de estratégias de manejo da irrigação, a exemplo da utilização de águas de qualidade inferior na agricultura, como as águas salinas.

Com isso, objetivou-se com esse trabalho estudar os efeitos da irrigação com

água salina associada à adubação fosfatada com superfosfato simples no balanço de sais

no solo e na morfofisiologia de plantas de feijão-Caupi.

16 2. REVISÃO DE LITERATURA

2.1 Agricultura irrigada

A água é o recurso natural mais abundante na face da terra, cobrindo com cerca de 75% do planeta que, na verdade, poderia chamar-se planeta água, ressaltando-se que a maior parcela deste percentual é de água salgada, contida, principalmente, nos oceanos, sendo a responsável, através da intervenção nos ciclos energéticos físicos, químicos e biológicos pela manutenção da vida. Assim, a opção de uso sustentável dos recursos hídricos deve ser relacionada à manutenção e garantia da qualidade de vida, agregando o desenvolvimento econômico social, aliado à conservação do meio ambiente.

Ressalta-se que, dentre as atividades econômicas, a agricultura é responsável por cerca de 70% do uso consultivo dos recursos hídricos; nota-se também, porém, que as taxas de crescimento da população mundial vêm superando as taxas de crescimento da oferta de alimentos, podendo-se destacar, como alternativa: O aumento de áreas produtivas e aumentar a produtividade (Paz et al., 2000). Estudos preliminares da FAO têm mostrado a importância do aumento da produtividade agrícola para suprir o aumento demográfico e do deslocamento da população para grandes centros urbanos.

Tais fatos justificam o uso da água na irrigação de cultivos, como alternativa à melhoria na produtividade e aumento de áreas de cultivo, já que tal tecnologia pode, em média, dobrar a produtividade, possibilitando o cultivo de plantas em épocas e locais com baixa precipitação pluviométrica.

Nota-se, ainda, que o uso de água nos sistemas produtivos, especificamente na irrigação, deve atender a critérios relacionados à quantidade e à qualidade dos recursos hídricos, como mencionado por Ayers & Westcot (1999). No entanto, assim como abordado por estes autores, o aspecto qualidade tem sido pouco considerado devido à quantidade e facilidade na aquisição destes recursos até então ocorrentes. Apesar deste fato se ter modificado em razão da variabilidade climática e do aumento dos impactos ambientais ocasionados pela irrigação, aumentando a importância do uso de águas com melhor qualidade e manejo da irrigação preconizando o uso racional da água.

2.2 Água no semiárido

17 O semiárido nordestino é uma região pobre em volume de escoamento de água dos rios, devido à variabilidade temporal das precipitações e das características geológicas dominantes, onde há predominância de solos rasos baseados sobre rochas cristalinas e, consequentemente, baixas trocas de água entre o rio e o solo adjacente. O que resulta em uma densa rede de rios intermitentes, com poucos rios perenes (Cirilo et al., 2010).

Quantos as águas subterrâneas, há predominância de águas com elevados teores de sais devido ao território nordestino ser constituído por mais de 80% de rochas cristalinas, principalmente distribuídas em poços de baixa vazão: da ordem de 1 m³ h ^-1 (Cirilo et al., 2010). Com exceção do ocorrente em formações sedimentares, onde as águas normalmente apresentam menores concentrações de sais e maiores vazões, que podem chegar a s a centenas de m³ h ^-1 , de forma contínua (Cirilo, 2008).

Nessa região a demanda por águas de boa qualidade vem forçando a utilização de reservas hídricas com diferentes níveis de salinidade, preservando-se o uso prioritário da “água doce” para consumo humano. Entretanto, as águas de mananciais existentes, em pequenas propriedades e na maioria dos poços no interior da região são de qualidade inferior. A utilização dessas águas fica condicionada à tolerância das culturas à salinidade e ao manejo adequado de irrigação, reduzindo-se os efeitos da salinidade sobre o ambiente (Leprun, 1983; Medeiros, 1992; Martins, 1993; Oliveira & Maia, 1998; Cavalcante et al., 2005).

2.3 Efeitos de sais no solo

A minimização dos impactos ambientais e sociais proporcionados pelas áreas degradadas pelo excesso de sais em áreas irrigadas passa necessariamente pela adoção de técnicas de recuperação. O emprego de corretivos químicos como o gesso, o ácido sulfúrico, o enxofre elementar e matéria orgânica, em solos salino-sódicos têm sido largamente difundido na literatura pertinente (Pitman & Laüchili, 2002; Qadir et al., 2007). Quando empregado corretamente, tais corretivos têm se mostrado eficientes na melhoria das condições químicas e físicas do solo, pela remoção do excesso de sódio trocável e estabelecimento de um pH mais apropriado para o adequado desenvolvimento das plantas e melhoria da estrutura do solo (Tanji, 1990; Suarez, 2001).

É relativo que à salinidade e a sodicidade, são condições de solos que ocorrem

principalmente nas regiões áridas e semiáridas. Uma avaliação nessas áreas revela que

18 os solos afetados por sais ocupam uma superfície de 952, 2 milhões de hectares, constituindo 7% da área total das terras ou 33% dos solos potencialmente aráveis do mundo (Gupta & Abrol, 1990).

No Brasil as áreas salinas localizam-se na região Nordeste ou mais especificamente nos perímetros irrigados, encontrados no Polígono das Secas, que perfazem 57% da área total da região semiárida. São vários os perímetros irrigados no Nordeste: Morada Nova – CE (3611 ha), Lima Campos – CE (353 ha), Moxotó – PE (9147 ha), Curu Paraibana – CE (1941 ha), São Gonçalo – PB (4600 ha), Sumé – PB (147 ha) e Capoeira – PB (320 ha). Na Paraíba a avaliação de 850 ha no perímetro irrigado de São Gonçalo, revela 40% da área afetada por sais (Cordeiro et al., 1988).

Geralmente os altos valores de pH, o excesso de sais e de sódio trocável, as propriedades físicas indesejáveis e a reduzida disponibilidade de nutrientes prejudicam o crescimento adequado das culturas nesses solos. Quando a salinidade não é muito elevada o sódio é o íon predominante, verificando-se toxidez nas plantas, dispersão de argilas e desestruturação dos solos, tornando-os impermeáveis (Lebron et al., 2002;

McBride &Baveye, 2002).

Conforme o tipo de problema que afeta os solos salinizados, eles podem ser classificados em salinos, salino-sódicos e sódicos. Os solos salinos correspondem a solos com elevado teor de sais de Na, K, Ca, Mg que se acumulam no perfil do solo (Ribeiro et al., 2003). Nestes solos a condutividade elétrica do extrato de saturação (CEes) é maior que 4 dS m ^-1 a 25 °C, com uma percentagem de sódio trocável (PST) menor que 15%, geralmente apresentam valores de pH menor que 8,5. Tais solos quase sempre são reconhecidos no campo pela presença de crostas brancas de sal em sua superfície. Em tais solos, o estabelecimento de um sistema de drenagem eficiente permite, através da lavagem, eliminar o excesso de sais na zona radicular das plantas (Richards, 1954). Neste caso o aumento da força iônica da solução do solo pelo excesso de sais diminui a energia livre da água, dificultando sua absorção pelas plantas.

Solos salino-sódicos são aqueles que apresentam elevados teores de sais solúveis

associados a elevados teores de sódio trocável. Esses solos apresentam CEes maior que

4,0 dS m ^-1 a 25 °C, PST superior a 15% e pH em geral, maior que 8,5. Nestes solos a

simples lavagem não é suficiente para sua recuperação. Nesta condição, o excesso de

sódio aliado ao seu elevado raio hidratado, promove dispersão de argilas, as quais são

iluviadas no perfil do solo, entupindo os poros e promovendo a formação de camadas

adensadas ou impermeáveis. Em geral, sua recuperação requer o uso de corretivos para

19 a remoção do sódio trocável, melhorar a estruturação do solo antes de ser procedida a aplicação de uma lâmina de lixiviação (Gupta & Goi, 1992; Santos & Muraoka, 1997).

O solos sódicos são aqueles cuja PST é maior que 15%, com CEes menor que 4,0 dS m ^-1 a 25 °C e valores de pH que variam de 8,5 a 10,0. Neste solo, a fração argila e a matéria orgânica em geral encontram-se dispersa, o que causa um escurecimento característico na superfície do mesmo. A infiltração e a percolação da água nestes solos são extremamente afetadas, causando dificuldade na sua reabilitação/recuperação.

Assim como nos solos salino-sódicos, o uso de corretivos químicos antes da aplicação de uma lâmina de lixiviação é fundamental de importância para sua recuperação.

2.4 Efeito de sais nas plantas

Os solos afetados por sais podem causar efeitos adversos no crescimento da maioria das plantas devido à presença de sais solúveis e sódio trocável na zona radicular, causando redução na produção e produtividade a níveis antieconômicos, constituindo-se num sério problema nas áreas irrigadas, principalmente das zonas áridas e semiáridas, caracterizadas por elevadas taxas de evapotranspiração e baixos índices pluviométricos, fazendo com que os sais não sejam lixiviados e acumulem-se em quantidades excessivas no solo (Oliveira, 1997; Lima, 1997). Nessas áreas, os efeitos adversos da salinidade sobre as plantas constituem um dos fatores limitantes da produção agrícola, devido principalmente à diminuição do potencial osmótico da solução do solo e toxidez causada pela alta concentração de íons específicos tais como o sódio e o cloreto (Munns, 2002).

O manejo inadequado da água de irrigação associado ao uso intensivo de fertilizantes têm contribuído para o aumento de áreas agricultáveis com problemas de salinidade. Esse fato é verificado particularmente nas regiões áridas e semiáridas, devido à escassez da precipitação pluvial e à alta demanda evaporativa, que dificultam a lixiviação dos sais no solo. Estima-se que no Brasil exista aproximadamente, nove milhões de hectares com problemas de salinidade, a maior parte dessa área localizada nos perímetros irrigados do Nordeste (Carneiro et al., 2002).

Segundo Barros (2001), problemas de salinização do solo ocorrem em condições

naturais, no entanto os problemas mais significativos de salinização são representados

por solos com histórico anteriormente produtivo e que se tornaram salinos através de

processos de irrigação, desta forma é importante considerar o uso sucessivo da irrigação

20 como sendo um dos principais fatores responsáveis pela salinização dos solos, o qual acarreta problemas como perda da fertilidade, restrição ao movimento livre de ar, água, enraizamento e produtividade das culturas (Leite, 2002), estes por sua vez resultam da acumulação de sais na dissolução do solo, acarretando o aumento do potencial osmótico impedindo ou dificultando a captação de água por parte da planta. De acordo com Almeida (2010) o principal agente causador da salinidade dos solos é a qualidade da água utilizada na irrigação, agravando-se com o uso inadequado.

Águas salinas utilizadas na irrigação podem representar risco para a produção agrícola das culturas. Em certos casos, essas águas promovem alterações nas condições físico-químicas em proporções que desfavorecem o crescimento e o desenvolvimento da maioria das culturas (Alencar et al., 2003).

Os sais podem afetar o crescimento das plantas em virtude da sua concentração na solução do solo, elevando a pressão osmótica e reduzindo a disponibilidade de água para os vegetais (Richards, 1954); pode ocorrer, também, o efeito tóxico de íons específicos, como sódio, cloreto, boro e nitrato, dentre outros, que provocam injúrias, associado à acumulação excessiva do íon específico na planta (Flowers, 2004; Flowers

& Flowers, 2005).

O conhecimento do teor médio de sais na zona radicular, tolerável pelas plantas, sem afetar significativamente seus rendimentos, pode favorecer a utilização de águas com certo grau de salinidade, tão comuns no Nordeste brasileiro. Nesse sentido devem ser realizados estudos visando à obtenção de índices de tolerância das culturas à salinidade, propiciando dessa forma o estabelecimento do grau de restrição das águas para irrigação (Steppuhn, 2001).

2.5 Cultura do Feijão-Caupi

2.5.1 Origem, Botânica e Características Morfológicas

O feijão-Caupi é originário da África, e foi domesticado nas regiões semiáridas

desse Continente, onde ainda se encontram as áreas de maior produção. A cultura

desenvolve-se em ampla faixa geográfica, deste a latitude 40 ºN até 30 ºS, adaptando-se

tanto a terras altas como baixas, no oeste da África, na Ásia, na América Latina e na

América do Norte (Freire Filho et al., 2005), atingindo produções satisfatórias em uma

faixa de temperatura entre 18 e 34 °C (Valadares et al., 2008).

21 O feijão-caupi é uma planta Dicotyledonea que, segundo Verdcourt (1970) apresenta a seguinte classificação taxonômica: Ordem - Fabales; Família - Fabaceae;

Subfamília - Faboideae; Tribo - Phaseoleae; Subtribo - Phaseolinea; Gênero - Vigna;

Subgênero - Vigna; Secção - Catjang; Espécie - Vigna unguiculata (L.) Walp.;

Subespécie - unguiculata Verdc.

A espécie Vigna unguiculata L. Walp tecnicamente conhecida como feijão- caupi é também vulgarmente conhecida como feijão-de-corda, feijão macassar, feijão- fradinho, feijão-de-praia, feijão gerutuba, feijão-trepa-pau, feijão miúdo (Guedes, 2008).

O feijão-caupi possui germinação epígea, com os cotilédones inseridos no primeiro nó do ramo principal. Seu sistema radicular é do tipo axial, relativamente superficial, atingindo profundidades de até 2,0 m. A raiz principal e as secundárias apresentam nódulos quase sempre eficientes devido à associação com bactérias nitrificadoras nativas do solo (Mafra, 1979). A arquitetura da planta é variável em função das distintas cultivares, sendo verificado de plantas de porte ereto, semiereto, semiprostrado e prostrado, com o número de nós e de ramificações variáveis (Freire Filho 2005). Quanto ao hábito de crescimento, as plantas podem ser de crescimento determinado, crescendo até a emissão da inflorescência ou de crescimento indeterminado quando o ramo principal continua crescendo até o final do ciclo. As primeiras folhas são sésseis, simples e opostas, e as folhas secundárias são trifolioladas e longo-pecioladas e assimétricas em que o folíolo cetral apresenta maior tamanho variando de formas lineares lanceoladas a ovaladas (Araújo, 1979).

Quanto a inflorescência, estas são formada a partir de um eixo central, que

consiste de racemos modificados (6 a 8 pares de gemas florais), podem ser simples (1

inflorescência) ou compostas (1 < inflorescência). Suas flores são classificadas como

perfeitas, zigomorfas e distribuídas aos pares no racemo, na extremidade do pedúnculo,

região que antecede a flor ou o fruto, o qual se desenvolve na axila da folha. O cálice é

pentâmero, persistente e gamossépalo, variando de verde a roxo. A corola é pentâmera e

dialipétala. A maior pétala é denominada de estandarte e está localizada na parte

posterior da flor. Durante a antese, o estandarte é a única pétala que se abre

completamente, enquanto as demais permanecem na mesma posição que ocupavam

anteriormente na gema. As duas pétalas laterais, denominadas asas, cobrem as pétalas

inferiores. O estandarte e as asas podem apresentar padrão de coloração completamente

branca à completamente roxa ou intermediária. O androceu apresenta-se incluso em

relação à corola. É composto de dez estames, sendo um livre e nove unidos (Rocha et

22 al., 2001). A biologia floral desta cultura mostra que ela é bastante evoluída, pois, embora sendo amplamente autopolinizada, mantém a capacidade da polinização cruzada em pequenas taxas que varia com o ambiente e com o genótipo (Rocha et al., 2001).

O fruto é uma vagem de tamanho e forma variável, contendo no seu interior sementes disposta em fileiras (Mafra, 1979). A semente de caupi é constituída externamente de um tegumento ou testa, hilo e caracteres relacionados ao hilo. Ela pode apresentar forma arredondada, ovalada, elíptica, reniforme, losangular, quadrangular e comprimida, ondem podem ser encontrados grãos de caupi com variabilidade na cor e no tamanho (Freire Filho et al, 2011).

2.5.2 Importância econômica, social e alimentar

Os principais produtores mundiais de feijão-Caupi são: Nigéria, Níger e Brasil, comportando também a maior área cultivada (Freire Filho et al., 2011). No que diz respeito a exportação a preferência é da classe comercial branco e subclasse fradinho, cuja característica apresenta grãos brancos de coloração preta ou marrom em volta do hilo. Esse tipo de grão é também importado por cerealistas brasileiros para atender aos mercados das regiões sul e sudeste (Vilarinho et al., 2012).

Devido a sua adaptabilidade, versatilidade e potencial nutritivo é um importante alimento e componente fundamental dos sistemas de produção nas regiões secas dos trópicos, cobrindo parte da Ásia, Estados Unidos, Oriente Médio e Américas Central e do Sul (Singh et al., 2002). Nessas regiões, o feijão-caupi constitui-se em uma das principais fontes de proteína vegetal, especialmente para as populações de baixa renda (Grangeiroet al., 2005).

No Brasil o feijão-Caupi apresenta grande importância socioeconômica e

desempenha papel fundamental na produção agrícola. É pouco exigente em fertilidade

do solo e apresenta boa capacidade de fixar nitrogênio atmosférico, por meio da

simbiose com bactérias do gênero Rhizobium (Andrade Jr. et al., 2002). Devido ao

seuvalor é produzido para obtençã de grãos secos e verdes, sendo consumido in natura,

na forma de conserva ou desidratado (Freire Filho et al., 2005). No geral, apresenta

cerca de 60% de carboidratos, 1,3% de gorduras e 3,9% de fibras. Suas folhas e os

ramos do feijão-caupi podem ser utilizados como complemento na alimentação animal e

sua massa verde pode ser incorporada aos solos como fonte de matéria orgânica (Alves

et al., 2009).

23 Diante da importância da cultura do feijão-caupi para o Brasil, cresce a necessidade de expansão de seu cultivo, tornando-se cada vez mais importante a busca por alternativas de melhoria em seu sistema de cultivo, cultivares adequadas, pois o aumento da sua produtividade é de grande interesse para o setor agrícola nacional. Seu cultivo é principalmente realizado por pequenos produtores que geralmente utilizam mão de obra familiar, destinando-a para sua própria subsistência e com venda de pequenos volumes excedentes em feiras livres (Guedes, 2008).

O feijão-caupi é cultivado nas regiões Norte e Nordeste, principalmente Nordeste onde tem uma grande importância como fonte geradora de emprego e renda e constitui-se em um dos principais componentes da alimentação humana dessas regiões, estando entre as principais culturas de subsistência, em virtude do elevado teor protéico, constituindo-se uma cultura de valor estratégico e atual (Freire Filho et al., 2005).

2.5.3 Potencial de cultivo do feijão-Caupi

O Brasil é o terceiro maior produtor de feijão-Caupi, e no país se destacam principalmente as regiões Nordeste (1,2 milhão de hectares) e Norte (55,8 mil hectares), no entanto, a cultura está conquistando espaço na região Centro-Oeste, em razão do desenvolvimento de cultivares com características que favorecem o cultivo mecanizado.

A cultura atinge uma produtividade média de 366 kg ha ^-1 , em função do baixo nível tecnológico empregado no cultivo a exemplo do consorcio com outras culturas (Oliveira, 2013). No entanto cultivares melhoradas e linhagens elite de feijão-caupi têm apresentado produtividades superiores a 2.600 kg ha ^-1 (Bezerra, 1997), demonstrando que a produtividade dessa cultura pode ser aumentada por meio do uso de cultivares melhoradas, contribuindo para reduzir custos de produção e para melhorar a oferta do produto (Sponholz et al., 2006).

A produção de feijão-Caupi no Nordeste brasileiro tem apresentado, ao longo dos últimos anos, variações importantes de acréscimo e decréscimo, com tendência oscilante, em função dos regimes de secas ocorrentes. Este efeito é mais observado no cultivo de sequeiro (plantio das águas), que geralmente é responsável por mais de 70%

da produção média anual, ficando os 30% restantes por conta do cultivo irrigado (Frota

& Pereira, 2000).

O feijão-caupi por muito tempo foi encarada como uma cultura de subsistência,

em que agricultores de pequeno porte e, em minoria, de médio porte, cultivavam a

24 mesma em ambientes não adequados e, além disso, com utilização restrita de insumos tecnológicos. Atualmente a comercialização do feijão-caupi vem se expandindo para além das fronteiras das regiões Norte e Nordeste do país, inclusive sendo comercializado em bolsas de mercadorias da região Sudeste e no exterior, despertando o interesse de grandes produtores das regiões Centro-Oeste e Sudeste, tornando-se nova opção para o cultivo na safrinha (Freire Filho et al., 2001).

Esse potencial impulsionou pesquisadores a desenvolver cultivares melhoradas com alto potencial que comportem pacotes tecnológicos em sua cadeia de produtiva.

Esse estudos estão sendo principalmente realizado pelo Programa de Melhoramento de Feijão-caupi da Embrapa Meio-Norte, que nos últimos anos, tem buscado incessantemente atingir, além do pequeno agricultor, o produtor empresarial (Silva, 2008).

2.5.4 Tolerância do feijão-Caupi à salinidade

O feijão-Caupi é considerado moderadamente tolerante à salinidade, tolerando água salina com condutividade elétrica de até 3,3 dS m ^-1 e salinidade limiar do solo (CE _es ) em torno de 4,9 dS m ^-1 (Ayers & Westcot, 1999). As concentrações de sais que restringem o crescimento do feijão-Caupi variam entre os cultivares e parecem depender da composição iônica do meio (Lacerda, 1995). Estudos realizados em condições de campo demonstraram que o uso de águas salinas na irrigação dessa cultura provocou acúmulo de sais no solo e reduziu o crescimento vegetativo e a produção de grãos (Wilson et al., 2006; Assis Júnior et al., 2007). Sendo verificado redução de 25% na atividade fisiológicas das plantas sob condições de estresse salino (Furtado et al., 2013).

O comportamento de plantas são variáveis em relação à salinidade e sodicidade, estando estreitamente relacionado a sensibilidade do genótipo e a intensidade e duração do estresse. O feijão-Caupi pelo seu elevado valor nutritivo, maior rendimento em grãos e maior tolerância à salinidade, quando comparado ao feijão-Caupi comum é cultivado em áreas irrigadas e não irrigadas na região do Nordeste do Brasil (Barros et al., 2009).

Dantas et al. (2002) avaliando o potencial de tolerância de plantas de feijão-

Caupi encontraram três genótipos de caupi tolerantes a até 6 dS m ^-1 , demonstrando que

o caupi tem alta capacidade de crescimento e produção em ambiente de alta salinidade e

que esse fenômeno está sob controle genético. Costa et al. (2003) também

25 comprovaram os efeitos do sal, testando diferentes cultivares de feijão-Caupi em solução com 75 mmol L ^-1 de NaCl. Esses autores observaram que o grau de tolerância à salinidade variou de cultivar para cultivar. Os mais tolerantes apresentaram maior suculência foliar e índice de esclerofilia. Na avaliação do crescimento de três cultivares de feijão-Caupi submetidas a estresses salinos de 2 e 10 dS m ^-1 , Patel et al. (2010) constataram que houve redução na biomassa seca da parte aérea da planta com o aumento nos níveis de salinidade, da ordem de 33, 39 e 43%, para as cultivares Akshay- 102, Gomtivu-89 e Pusa Falguni, respectivamente.

Praxedes et al. (2009) vereificou que plantas de Caupi sensíveis apresentram maior acúmulo de prolina em função do estresse salino, indicando que esta pode ser um mecanismo de proteção do feijão-Caupi contra o excesso de sais. Indagando que aumentos nas concentrações de aminoácidos devem estar relacionados à inibição do crescimento das plantas, uma vez que o cultivar que apresentou maior inibição do crescimento, também apresentou tendência de acúmulo de aminoácidos.

2.5.5 Características Fisiológicas

O feijão-Caupi apresenta metabolismo fotossintético do tipo C3, onde a primeira molécula estável resultante da fixação do carbono atmosférico apresenta três átomos de carbono (triose) (Taiz & Zeiger, 2013). As plantas de Caupi saturam-se fotossinteticamente a intensidades de luz relativamente baixas (Santos et al.2011). E apresentam taxa fotossintética variando ente 12 e 31 (µmol m ^-2 s ^-1 ), que dependem das condições climáticas e da ausência e presença de estresses hídricos e salinos, nesses molde também são verificadas condutância estomáticas entre 0,28 à 2,5 (mol m ^-2 s ^-1 ), atingindo taxas transpiratórias de 2 a 10 (mmol m ^-2 s ^-1 ) (Neves et al., 2009; Souza et al., 2011; Furtado et al., 2013).

Neves et al., (2009) verificaram que aplicação de água salina (5,0 dS m ^-1 )

durante todo o ciclo e durante a germinação e estádio inicial de crescimento, em relação

à aplicação de água de água de baixa salinidade (0,8 dS m ^-1 ), reduziu as taxas de

fotossíntese e transpiração e as taxas de crescimento vegetativo e ainda provocou

acúmulo especialmente de Na ⁺ e Cl ^- , porém nas plantas submetidas ao estresse apenas

na fase inicial verificou-se recuperação de todas essas variáveis ao final do ciclo da

cultura.

26 Souza et al. (2011) avaliando o comportamento fisiológico de plantas de feijão- Caupi, verificaram que as reduções na assimilação líquida de CO ² sob condições de estresse salino, são ocasionadas pelo fechamento estomática, induzindo ao decréscimo da eficiência aparente de carboxilação, e que esse comportamento é devido aos íon cloreto. Os autores verificaram ainda, que o Caupi apresenta características fisiológicas favoráveis à manutenção do processo fotossintético sob curta exposição à salinidade, especialmente quanto à atividade fotoquímica, e que exclusão foliar de Na ⁺ e a manutenção da disponibilidade de carboidratos solúveis, mesmo sob altas concentrações de NaCl, contribuem para a resistência ao estresse salino.

Esse efeitos podem estar relacionado a deficiência que fósforo, de modo que o decréscimos da ciclagem de P entre o citoplasma e o estroma, ocasionado pela deficiência do nutriente, pode levar a diminuições no consumo e na produção de ATP e NADPH, menor carboxilação/regeneração de Ribulose 1,5 bifosfato carboxilase oxigenasse (Rubisco), decréscimo na expressão de genes relacionados à fotossíntese, fechamento estomático e menor condutância do mesofilo (Lawlor & Cornic, 2002;

Flügge et al., 2003; Shubhra et al., 2004). Resultado em comprometimento da atividade fotossintética das plantas, com possível redução de seu crescimento e desenvolvimento.

2.6 Adubação Fosfatada no Caupi

Em solos tropicais, a prática da adubação fosfatada é crucial para de obter rendimentos satisfatórios das culturas (Sanchez & Salinas, 1981). Em regiões onde a agricultura é tradicionalmente praticada em cultivos de subsistência, a disponibilidade de elementos minerais às plantas é, sem dúvida, o fator primordial ao qual culturas como o Caupi, respondem com crescimento, desenvolvimento e produções permitindo, desta forma, que os agricultores permaneçam no campo (Parry et al., 2008).

O fósforo (P), por sua vez, é um elemento pouco móvel no solo e seu

suprimento para as raízes é efetuado principalmente pelo processo de difusão em curta

distância, o qual depende da umidade do solo e da superfície radicular (Gahoonia et al.,

1994), além de que o seu teor no solo é baixo, promovendo limitação nutricional

generalizada na produção agrícola nos trópicos (Arf, 1994). Principalmente devido a

baixa eficiência da adubação fosfatada, haja vista que a maior parte do fósforo

adicionado ao solo via adubação é imobilizado ou não está disponível, em virtude de

27 reações de adsorção em coloides minerais, precipitação ou conversão em formas orgânicas (Holford, 1997).

Dessa forma poucos trabalhos relatam a eficiência da adubação fosfatada no feijão-Caupi. De acordo com Silva (2007) para solos com concentração inicial de P acima de 141 mg dm ^{‑ 3} (resina), deve-se realizar a adubação com 100 kg ha ^{‑ 1} de P 2 O 5 , para se obterem retornos econômicos elevados em feijão-Caupi, quando o objetivo for a produção é de grãos verdes, o que mostra a importância do correto manejo da adubação fosfatada nessa cultura.

Silva et al., (2010) ressalta que além da aplicação de adubos fosfatados, a forma como esses insumos são aplicados deve ser também considerada no manejo das culturas. Segundo Novais et al. (1985), em função das elevadas taxas de adsorção de fósforo (P), a aplicação localizada deste nutriente pode ser mais vantajosa, principalmente em solos com baixos teores de P disponível.

2.6.1 Superfosfato simples

O superfosfato simples é um fertilizante mineral ou um formulado composto de 18% deP2O5, 16% de Cálcio (Ca) e 8% de Enxofre(S). A presença do sulfato de cálcio na composição desses fertilizantes, favorece o desenvolvimento das plantas em solos do cerrado, diminuindo a toxidez de alumínio e deficiência de cálcio nas camadas subsuperficiais do solo, contribuindo para o aprofundamento do sistema radicular e uma maior tolerância aos problemas de veranicos (Lopes et al. 2010).Acredita-se ainda que a presença do sulfato de cálcio, exerça resultado promissores em solo alcalinos, haja vista que o gesso é um dos corretivos mais eficaz na correção de solo sódicos (Sá et al., 2015).

A aplicação do fertilizante fosfatado em sulco duplo proporcionou maior crescimento, produção de grãos e absorção de fósforo pelas plantas, não havendo diferença entre a aplicação a lanço e em sulco simples. A dose de 90 kg ha-1 de P2O5 proporcionou maior produtividade de grãos de feijão-caupi e aumentou a concentração de fósforo nas folhas quando aplicada em sulco duplo (Silva et al., 2010).

Fonseca et al. (2010) verificou a interação entre as doses de P e a saturação por bases influenciou os teores e os acúmulos de micronutrientes em plantas de feijão- Caupi. Havendo aumento do Cu, Mn e B e diminuição do Fe e do Zn com as doses de P.

Os autores verificaram ainda que o N e o P são os nutrientes exportados em maior

28 quantidade pelos grãos, em relação à quantidade acumulada na matéria seca da parte aérea.

2.6.2 Fósforo vs. Salinidade

Estudos vêm sendo realizados com o intuito de avaliar a influência da adubação fosfatada em plantas cultivadas em condições salinas e em sua maioria verificam-se resultados promissores a exemplo: De Lacerda et al. (2006) em plantas de sorgo forrageiro, que constaram a existência de interação entre salinidade e fósforo sobre o desenvolvimento e nutrição das plantas, verificando que os teores de P no tecido foliar aumentaram em resposta ao aumento de P na solução, independente do nível de salinidade.

No entanto, a interação entre salinidade e adubação fosfatada em plantas é bastante complexa e dependente da espécie vegetal ou cultivar, estádio de desenvolvimento, composição e concentração, além da concentração de P no meio de cultivo (Grattan & Grieve 1999). Souza et al. (2012) avaliando os componentes de produção de pinhão manso irrigados com água de diferentes condutividades elétricas e doses de fósforo observaram que somente o número de dias para emissão da inflorescência é afetado pelas doses de fósforo.

De outra maneira Oliveira et al. (2010), verificou que a qualidade da água de irrigação é fator fundamental na determinação da adubação fosfatada, com resposta mais eficiente em irrigações com águas de baixa salinidade. Além de que doses crescentes de fósforo reduziram à sensibilidade da cultura do rabanete irrigado com água de salinidade até 3,5 dS m ^-1 .

Entretanto, a predominância de Na ⁺ e de Cl ^- na solução do solo afeta o crescimento da plantas, além de causar toxidez, acarretando mudanças na capacidade da planta para absorver, transportar e utilizar os íons necessários ao seu crescimento. A exemplo do acúmulo de fósforo na folha, como verificado por Silva et al. (2003) em plantas de feijão-de-corda submetidas a estresse salino. De acordo com Shibli et al.

(2001), o aumento de doses de P pode minimizar os efeitos adversos da salinidade sobre o desenvolvimento das plantas. Assim, uma adequada nutrição fosfatada é de fundamental importância, em plantas cultivadas sob condições de estresse salino.

Os resultados sobre o acúmulo de fósforo nas folhas de plantas estressadas

evidenciam a necessidade de cautela no caso de adubação fosfatada em meio salino. É

29 possível que o nível ótimo do nutriente para a produção vegetal, na ausência de sais, possa ser tóxico para algumas plantas quando cultivadas em meio salino (Larceda et al.

2006).

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Universidade Federal do Ceará, Fortaleza - CE.